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Java 中如何让继承的方法返回当前子类类型，以支持链式调用？

技术老齐

可以在子类中重写 domain，用协变返回类型让它返回子类类型；也可以给父类添加泛型参数，用来表示子类类型。

题目中的代码直接重写方法即可。如果父类的链式方法和子类都比较多，用泛型可以减少重复重写。

为什么 return this 仍然不能继续调用子类方法？

原来的 domain 返回的就是当前对象，调用后仍然是同一个 NSRecord 实例。但方法声明的返回类型是 DNSRecord：

public DNSRecord domain(String domain)

编译器根据声明的返回类型检查后续调用，所以 record.domain("pasta.org") 的编译期类型是 DNSRecord。这个类型没有 nameserver 方法，链式调用因此无法通过编译。即使方法返回的是 this，Java 也不会自动把返回类型调整为调用对象的子类类型。

方案一：在子类中重写方法

Java 支持协变返回类型，重写方法时可以返回父类方法返回类型的子类型。

保留原来的 DNSRecord，修改 NSRecord：

public final class NSRecord extends DNSRecord {
    private String nameserver;

    public NSRecord(String nameserver) {
        this.nameserver = nameserver;
    }

    @Override
    public NSRecord domain(String domain) {
        super.domain(domain);
        return this;
    }

    public NSRecord nameserver(String nameserver) {
        this.nameserver = nameserver;
        return this;
    }
}

这样就可以继续调用 nameserver：

NSRecord record = new NSRecord("ns0.somedomain.net")
        .domain("pasta.org")
        .nameserver("ns1.somedomain.net");

因为 NSRecord.domain 声明返回 NSRecord，编译器允许继续调用它的 nameserver 方法。

CNAMERecord 也可以重写 domain，将返回类型改为 CNAMERecord。这种写法容易理解，不过，凡是需要返回子类类型的父类方法，都要在各个子类中重写。

方案二：用递归泛型声明返回类型

要让 domain 只在父类中实现，可以让子类通过泛型参数将自身类型传给父类。

父类改为：

public abstract class DNSRecord<T extends DNSRecord<T>> {
    protected String domain;

    protected abstract T self();

    public T domain(String domain) {
        this.domain = domain;
        return self();
    }
}

NSRecord 继承 DNSRecord<NSRecord>：

public final class NSRecord extends DNSRecord<NSRecord> {
    private String nameserver;

    public NSRecord(String nameserver) {
        this.nameserver = nameserver;
    }

    @Override
    protected NSRecord self() {
        return this;
    }

    public NSRecord nameserver(String nameserver) {
        this.nameserver = nameserver;
        return this;
    }
}

调用方式相同：

NSRecord record = new NSRecord("ns0.somedomain.net")
        .domain("pasta.org")
        .nameserver("ns1.somedomain.net");

这里将 T 指定为 NSRecord，继承的 domain 方法在编译期的返回类型也就是 NSRecord。

CNAMERecord 则传入自己的类型：

public final class CNAMERecord extends DNSRecord<CNAMERecord> {
    @Override
    protected CNAMERecord self() {
        return this;
    }
}

因此，下面的赋值也成立：

CNAMERecord record = new CNAMERecord()
        .domain("www.pasta.org");

以后在父类中添加链式方法，也可以将返回类型声明为 T，通过 self() 返回当前对象，无须在每个子类中重复重写。

使用时需要注意什么？

泛型参数需要遵守“传入自身类型”的约定

T extends DNSRecord<T> 是递归类型约束，但不能强制要求 T 就是当前子类。因此，子类需要像示例中那样传入自身类型，并在 self() 中返回 this。

将具体子类声明为 final，可以避免继续派生后，继承的链式方法仍返回上一层类型的问题。如果需要多层继承，中间类也要继续传递泛型参数，或在下一层重写方法。

使用抽象 self() 可以避免未检查的强制转换

有些写法会直接在父类中返回：

return (T) this;

这种转换会产生 unchecked cast 警告，因为编译器无法证明 this 一定属于 T。使用抽象 self()，由具体子类直接返回 this，就不需要这次强制转换。

调用表达式的编译期类型仍然重要

采用第一种方案时，如果变量声明为父类类型：

DNSRecord record = new NSRecord("ns1.somedomain.net");
record.domain("pasta.org");

即使运行时执行的是 NSRecord 的重写方法，record.domain(...) 的编译期类型仍是 DNSRecord，无法直接接着调用 nameserver。

采用泛型方案时，可以保留具体类型信息：

DNSRecord<NSRecord> record =
        new NSRecord("ns0.somedomain.net");

record.domain("pasta.org")
      .nameserver("ns1.somedomain.net");

两种方案都会修改原对象的字段，并返回同一个对象。它们调整的是方法的返回类型声明，不会创建新对象。

备注：内容仅供参考。